caja de cambios
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Alfonso Ramos García
MEMORIA SOBRE CAJA DE CAMBIOS TRANSVERSAL
1
Índice
Objetivos……………………………………………………………………………………………………………2
Despiece…………………………………………………………………………………………………………….3
Funcionamiento…………………………………………………………………………………………………7
Relación de transmisión y velocidad del vehículo por velocidad…………………………9
Dificultades encontradas a la realización de la practica………………………………………12
Conclusiones……………………………………………………………………………………………………...13
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Objetivos
- Conocer el despiece y las partes que componen una caja de cambios
sincronizada.
- Realizar las operaciones para determinar las relaciones de transmisión, las
revoluciones por minuto y las velocidades en km/h si estuviera acoplada a un
automóvil.
- Conocer el funcionamiento de los sincronizadores.
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Despiece
Comenzamos retirando el sensor inductivo que informa de las revoluciones por
minuto del motor. Este sensor se encuentra acoplado a la caja de cambios por
medio de un soporte. En el volante de inercia se encuentra una corona
dentada.
Verificamos el funcionamiento de las 6 velocidades, una de ellas dedicada a la
marcha atrás.
Revisamos que en el interior de la carcasa principal no se encuentra aceite
lubricante.
Soltamos todos los tornillos correspondientes al cárter del embrague, mucho
de ellos se encuentran en mal estado por el óxido. Algunos de ellos se
encuentran los dientes de las roscas pegados con una pequeña cantidad de
silicona.
Le damos la vuelta y le quitamos la tapa dejando al descubierto dos piñones,
con dientes helicoidales, correspondientes a la 5ª velocidad y una canalización
de engrase de plástico. Junto a uno de los piñones se encuentra un
sincronizador, en el cual el desplazable va unido con una horquilla. Soltamos el
tornillo que lleva que cierra el con el eje primario de la caja de cambios.
La horquilla correspondiente a dicho sincronizador se encuentra unida a su
varilla por medio de un pasador elástico, el cual es retirado y extraído el
sincronizador con la horquilla. Dentro del sincronizador y del piñón se
encuentra un casquillo
Retiramos la rueda dentada acoplada al eje secundario y nos disponemos a
retirar la carcasa para dejar a la vista los 3 ejes (primario, secundario e inversor
de giro). Hay que tener especial cuido con 3 fiadores correspondientes a:
Varilla selectora de 1ª y 2ª velocidad.
Varilla selectora de 3ª y 4ª velocidad.
Varilla selectora de Inversor de giro.
En la carcasa se encuentran dos rodamientos en los que van alojados los ejes
en su pista interior.
Una vez retirada la carcasa comprobamos que se encuentran tres ejes:
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Eje primario; compuesto con 4 ruedas dentadas con dientes
helicoidales, y 1 rueda dentada con dientes planos. Estos piñones son solidarios
al eje.
Eje secundario; con 4 ruedas dentadas con dientes helicoidales, 1 rueda
dentada con dientes plano, 2 sincronizadores unidos por medio de 2 horquillas
a sus varillas. Estas ruedas dentadas no son solidarias al eje pero si los
sincronizadores.
Eje inversor de giro; con una rueda dentada con dientes planos solidaria
al eje por medio de un pasador elástico.
Un imán; para recoger las impurezas metálicas que puedan quedar en el
aceite.
Un engrasador; compuesto por una varilla de plástico para distribuir
aceite a los piñones de la 5ª velocidad.
Una canalización para extraer los vapores hacia el exterior unido a un
respiradero de plástico.
En ellas se encuentra también un grupo de reducción compuesto por un piñón
y una corona, unidos a un diferencial.
Se toman medidas de todos los dientes de los piñones para después calcular las
relaciones de transmisión.
Para realizar el montaje tenemos que tener en cuenta la colocación de las
varillas ya que lo mejor es tener no tener ninguna velocidad engranda.
Una vez tenidas en cuenta las recomendaciones del fabricante, mirando un
manual, realizamos el montaje del cárter de la caja. Hay que tener especial
cuidado con las bolas y los muelles de los fiadores (casi perdemos un muelle).
Hay que verificar el Par de apriete de algunos tornillos, teniendo que ser el
recomendado por el fabricante.
Eje de entrada y salida del movimiento Desmontaje de los tornillos de fijación
del cárter de la caja de cambios
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Engranajes y sincronizador con
horquilla de la 5ª velocidad
Ejes primario y secundario y
varillas de cambio de
velocidades
Horquilla y desplazable de la 5ª
velocidad
Casquillo de engrase
Piñones primario, secundario e
inversor de giro. Varillaje y
diferencial
Diferentes dentados de los piñones de
una caja de cambios con inversor de
giro
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Carter de la caja con palanca selectora de
velocidades Fiadores de las diferentes varillas
correspondientes con las velocidades 1ª- 2ª,
y 3º-4ª
Fiador del inversor de giro o marcha
atrás Sincronizador sin el desplazable
Sensor inductivo para saber
el número de revoluciones
del motor
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Funcionamiento.
Su funcionamiento se basa en las relaciones de transmisión por medio del
número de dientes que están engranados en cada momento, por ello se puede
hacer una multiplicación o desmultiplicación del número de revoluciones por
minuto de los que entran por el número de revoluciones por minuto que salen.
Como todos los piñones se encuentran en dos ejes, en movimiento en uno de
los piñones del eje se tendrá que hacer solidario a este cuando el operario de la
maquina lo desee, por medio de un sincronizador.
El movimiento viene por medio de un eje primario conectado a un motor,
pasando al eje secundario por medio de los piñones, dependiendo de la
relación de transmisión que nosotros en ese momento tengamos
seleccionanada. Dicho movimiento será enviado a un diferencial que se
encargara de disminuir las revoluciones por minuto ya que se corana es mucho
mayor al piñón de ataque.
Para hacer más fácil la unión de dichos piñones, sus dientes son de tipo
helicoidal, excepto el del inversor de giro, ya que en este caso es un dentado
recto por tener que engranar 3 piñones entre si.
1- Sincronizador.
El sincronizador es la pieza encargada de igualar las revoluciones por
minuto del eje con el piñón al que queremos engranar, esto se consigue
introduciendo entre dos piezas en movimiento un dispositivo de embrague
que lleve progresivamente la velocidad del piñón que gira loco al del eje
secundario.
Está formado por un cubo que se monta sobre el eje nervado del eje
secundario de forma que pueda desplazarse lateralmente un pequeño
recorrido. Entre sus cara lateral se forma un cono hembra y en su dentado
exterior se practican unas ranuras para colocar un muelle. Contra la cara
lateral del cubo se acopla el piñón, montado loco sobre el eje secundario y
provisto de un pequeño cono macho y un pequeño dentado, con los que se
acoplan el cono hembra de del cubo y el dentado interno de la corona en la
maniobra de selección de la relación de transmisión.
Cuando queremos engranar esa relación de transmisión, se produce un
desplazamiento de la corona hacia un lado, arrastrando consigo al cubo
sincronizador por medio del muelle. En esta condición el cono hembra del
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cubo entra en contacto con el cono macho del piñón y debido al
frotamiento de ambos, las revoluciones de giro de ambos se igualan.
Durante esta maniobra si continuamos aplicando fuerza sobre la corona,
esta se desplaza sobre el cubo, y una vez vencida la fuerza del muelle, se
produce el engrane del dentado interno de la corona con el piñón, dejando
solidario el movimiento de piñón con el eje secundario. Una vez ocurrido
esto tendremos otra relación de transmisión distinta a la que nos
encontrábamos anteriormente.
Despiece del sincronizador de la 5ª velocidad
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Relación de transmisión y velocidad del
vehículo por velocidad
Nº Z
PIÑÓN CONDUCIDO
PIÑÓN CONDUCTOR
Z=61
Z=15
RTD = 61/15 4,06/1
0,79/1
MARTA ATRÁS
PIÑÓN CONDUCIDO
PIÑÓN CONDUCTOR
Z=40
Z=11
RT6 = 40/11 3,63/1
DIFERENCIAL
5ª VELOCIDAD
PIÑÓN CONDUCIDO
PIÑÓN CONDUCTOR
Z=31
Z=39
RT5 = 31/39
1,28/1
4ª VELOCIDAD
PIÑÓN CONDUCIDO
PIÑÓN CONDUCTOR
Z = 29
Z= 30
RT4 = 29/30 0,96/1
3ª VELOCIDAD
PIÑÓN CONDUCIDO
PIÑÓN CONDUCTOR
Z= 36
Z= 28
RT3 = 36/28
CALCULO
RELACIONES DE TRANSMISIÓN
2ªVELOCIDAD
PIÑÓN CONDUCIDO
PIÑON CONDUCTOR
Z= 44
Z=22
RT2 = 44/22 2,/1
RELACION DE TRANSMISION
1ª VELOCIDAD
PIÑÓN CONDUCIDO
PIÑÓN CONDUCTOR
Z= 41
Z=11
RT1 = 41/11 3,7/1
VELOCIDADES PIÑONES
RT FINAL
2,/1 * 4,06/1
1,28/1 * 4,06/1
0,96/1 * 4,06/1
0,79/1 * 4,06/1
3,66/1 * 4,06/1
9,2/1
5,29/1
3,89/1
3,20/1
15,26/1
2,/1
1,28/1
0,96/1
0,79/1
3,66/1
4,06/1
4,06/1
4,06/1
4,06/1
4,06/1
RT VELOCIDAD RT DIFERENCIAL CALCULO
RELACION DE TRANSMISION FINAL
3,7/1 4,06/1 3,7/1 * 4,06/1 15,02/1
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RPM SALIDA
3000/9,2
3000/5,29
3000/3,89
3000/3,20
3000/15,26
326,08
567,1
771,2
937,5
196,59
3000
3000
3000
3000
3000
9,2/1
5,29/1
3,89/1
3,20/1
15,26/1
RPM ENTRADA RELACION DE TRANS. TOTAL CALCULO
REVOLUCIONES POR MINUTO
3000 15,02/1 3000/15,02 199,73
DISTANCIA RECORRIDA EN UNA VUELTA DE UNA RUEDA 175/55 R15
R15" = 381mm
175/55 = 96,25*2 = 192,5
381+192,5= 573,5mm Ø
2*π*r= 2* 3,14* 286,75= 1800.79mm → 0,00180079m
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VELOCIDAD KM/H
VELOCIDAD DEL VEHICULO EN KILOMETRO/ HORA
RPM SALIDA LONGUITUD RUEDA CALCULO
199,73 0,00180079 199,73*0,00180079*60 21,58
326,08 0,00180079 326,08*0,00180079*60 35,23
567,1 0,00180079 567,10*0,00180079*60 62,24
196,29 0,00180079 196,29*0,00180079*60 21,24
771,2 0,00180079 771,20*0,00180079*60 83,32
977,5 0,00180079 977,50*0,00180079*60 101,29
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Dificultades encontradas a la realización
de la práctica
La colocación de las varillas a la hora del montaje ha sido una dificultad muy importante,
porque una vez colocada las carcasas no éramos capaces de engranar ninguna velocidad.
La pérdida momentánea de uno de los muelles de los fiadores de del varillaje
La colocación de los fiadores creo que ha sido una de las partes que más difícil se nos ha hecho
al principio de la práctica.
El encontrarnos un sincronizador desmontado, porque nos ha retrasado un poco ya que había
que desmontar parte del eje secundario para poder montarlo.
Una dificultad es la de que hayan aparecido las piezas cambiadas de sitio, porque pueden
dificultar su montaje ya que nos podíamos haber equivocado incluso perder alguna de ella.
Pienso que un buen orden es fundamental, sobre todo cuando hay piezas tan pequeñas.
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CONCLUSIONES
Me ha servido para conocer mejor el funcionamiento de una caja de cambios de un
coche y las distintas disposiciones de los piñones, también de los sincronizadores
viendo que había dos modelos distintos.
También la necesidad de tener siempre a mano un manual del con el despiece de todo
lo que sea posible, sobre todo para el montaje ya que nos fue muy complicado el
montaje de los cárteres.
La realización de los cálculos de relaciones y velocidad es muy útil para darnos cuenta
de una manera menos técnica de los cambios producidos por las relaciones de
transmisión.
El principal problema ha sido que nos han cambiado algunas veces piezas o nos han
cogido el carro donde teníamos colocados todas las piezas, teniendo que realizar la
limpieza de algunas después de que ya las hubieras limpiado. Creo que el orden en
estos casos es fundamental ya que sería imposible volver a montar algo y más
teniendo las piezas tan pequeñas.
Una de las cosas que creo que son importantes a la hora de montar o desmontar, es la
realización de una serie de útiles para hacernos más fácil este trabajo, al igual que
contar con el manual.
Alfonso Ramos García